STAGE DE RECHERCHE de MASTER 2èME

STAGE DE RECHERCHE de MASTER 2èME ANNEE
Master « Océan, Atmosphère, Climat, Observations Spatiales »
Année Universitaire 2015-2016
LABORATOIRE
Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (IPSL)
TITRE DU SUJET DE STAGE :
Quelle rapidité d’augmentation du stress thermique au cours du 21ème siècle selon différents
scénarios ?
COORDONNEES DU RESPONSABLE :
Nom – Prénom :
JOUSSAUME Sylvie
Grade:
CNRS – DRCE1
Adresse:
LSCE, Orme des merisiers Bat 712, CEA Saclay,
91191 Gif-sur-Yvette Cedex
Téléphone :
E-mail :
Téléphone du secrétariat :
Fax :
01 69 08 56 74
[email protected]
01 69 08 79 72
01 69 08 70 73
NATURE DU SUJET :
Théorie
Modélisation numérique
Expérimentation
Analyse de données
Instrumentation
Pas du tout
Pas du tout
Pas du tout
Pas du tout
Pas du tout
Un peu
Un peu
Un peu
Un peu
Un peu
Beaucoup
Beaucoup
Beaucoup
Beaucoup
Beaucoup
POURSUITE :
Ce stage peut-il donner lieu à un sujet de thèse ? OUI
Ce stage peut tout à fait donner lieu à une poursuite en thèse sur la vitesse d évolution.
SUJET :
La connaissance des risques climatiques s’appuie sur les modèles globaux de climat et la réalisation de
simulations sous différents scénarios d’émissions de gaz à effet de serre. Le dernier rapport du Groupe
Intergouvernemental d’experts sur l’Evolution du Climat (GIEC) a ainsi mis en évidence qu’au-delà du
réchauffement du climat, le changement climatique s’accompagne de risques accrus de vagues de chaleur,
d’inondations, de sécheresses, d’une élévation du niveau de la mer, et de nombreuses répercutions sur
l’économie, l’agriculture, les écosystèmes et la santé. L’amplitude et la rapidité des changements
dépendent de l’ampleur et du rythme des émissions de gaz à effet de serre.
Le présent sujet de stage propose d’étudier la rapidité du changement en se focalisant sur le stress
thermique qui caractérise la capacité à supporter les conditions de température et d’humidité. Nous
proposons de nous appuyer sur les résultats des simulations climatiques du projet international CMIP5
(cinquième phase du « Coupled Modelling Intercomparison Project ») qui a servi de base au 5ème rapport
du GIEC paru en 2013 et 2014.
Dans la poursuite du travail de thèse de Yann Chavaillaz, nous nous intéresserons à la vitesse du
changement en considérant les changements avec une référence glissante. Ainsi, en l’absence
d’atténuation, la vitesse de réchauffement simulée pour la fin du 21ème siècle apparaît deux fois plus rapide
que la vitesse actuelle. Une des représentations possibles de cette accélération est l’évolution des années
extrêmes par rapport à cette même référence glissante. Pour cela, on considère la répartition des régions
qui, en 20 ans, présentent un décalage de leur distribution de la température annuelle de deux fois la
variabilité interannuelle (2 sigma) ; pour ces régions, une année extrêmement chaude avec un temps de
retour de 50 ans aura un temps de retour de seulement 2 ans, 20 ans plus tard. Actuellement environ 8% de
la population mondiale est concernée, alors que l’estimation pourrait atteindre 60% à la fin du siècle, en
l’absence d’une politique de réduction des émissions. Les premiers touchés seront les habitants des zones
tropicales, comme l’Afrique de l’Ouest ou l’Asie du Sud-Est, qui sont parmi les régions les plus
vulnérables au changement climatique (Chavaillaz et al, soumis). Étudier la vitesse des changements peut
donner des informations supplémentaires sur la mise au point des stratégies d’adaptation et sur la façon
dont les générations futures expérimenteront les changements.
Les conditions thermiques ont une forte influence sur la santé. Plusieurs indicateurs peuvent représenter le
stress thermique combinant l’effet des températures élevées et de l’humidité. Le stress thermique peut
augmenter le taux de mortalité et diminuer la productivité au travail. Dans un monde plus chaud et plus
humide comme projeté pour les décennies futures, le stress thermique et ses conséquences augmenteront à
l’échelle globale et principalement dans les tropiques (Zhao et al 2015, NOAA Watch 2014, Kjellstrom et
al 2009, Singh et al 2015).
Le sujet de stage propose alors d’étendre l’étude de la vitesse du changement climatique à la vitesse
d’évolution des modifications du stress thermique. De cette manière, il sera possible d’évaluer les
conséquences de l’accélération du changement sur des indicateurs pouvant être plus proches du ressenti et
des conditions de travail des générations futures. Les projections de l’exercice CMIP5 selon différents
scénarios seront les outils principaux du / de la stagiaire. Les simulations du modèle de l’IPSL seront
d’abord analysées pour rajouter d’autres modèles dans les phases suivantes du stage. Une part importante
du travail consistera également à définir différents indicateurs pertinents pour décrire la vitesse des
changements du stress thermique. Par exemple, la vitesse de propagation spatiale de stress thermique
sévère, la vitesse d’augmentation du nombre de jours par an avec un stress thermique important,
l’intervalle de temps nécessaire pour qu’une région passe d’un stress inexistant à un stress léger, moyen,
sévère ou extrême, etc.
Références
Chavaillaz Y, Joussaume S, Dehecq A, Braconnot P and Vautard R, Investigating the pace of temperature
change over the 21st century, Climatic Change, submitted.
Zhao Y, Ducharne A, Sultan B, Braconnot P and Vautard R, Estimating heat stress from climate-based
indicators: present-day biases and future spreads in the CMIP5 global climate model ensemble, Env.
Res. Letters, 10, 084013, 2015.
NOAAWatch 2014 http://noaawatch.gov/themes/heat.php
Kjellstrom T, Holmer I and Lemke B, Workplace heat stress, health and productivity—an increasing
challenge for low and middle-income countries during climate change, Glob. Health Action, 2, 46–51,
2009.
Singh S, Hanna EG and Kjellstrom T, Working in Australia’s heat: health promotion concerns for health
and productivity, Health Promot. Int., 30, 239–250, 2015.